Java中的代理实现

简介

代理是一种模式，提供了对目标对象的间接访问方式，即通过代理访问目标对象。如此便于在目标实现的基础上增加额外的功能操作，前拦截，后拦截等，以满足自身的业务需求，同时代理模式便于扩展目标对象功能的特点也为多人所用。
图示：


java中代理模式可以分为静态代理和动态代理

静态代理

静态代理的实现比较简单，代理类通过实现与目标对象相同的接口，并在类中维护一个代理对象。通过构造器塞入目标对象，赋值给代理对象，进而执行代理对象实现的接口方法，并实现前拦截，后拦截等所需的业务功能。
例子：

public interface StatisticUser {
    void execute();
}
/**
 * 目标
 *
 */
public class StatisticUserImpl implements StatisticUser {

    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("开始统计！");
    }

}
/**
 * 代理类
 *
 */
public class StatisticUserProxy implements StatisticUser {

    private StatisticUser statistic;

    public StatisticUserProxy(StatisticUser statistic) {
        this.statistic = statistic;
    }

    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("统计之前进行校验！");
        // 调用真正的目标
        statistic.execute();
        System.out.println("统计之后进行数据汇总！");
    }

    public StatisticUser getStatistic() {
        return statistic;
    }

    public void setStatistic(StatisticUser statistic) {
        this.statistic = statistic;
    }

    public static void main(String[] args) {
        StatisticUserProxy proxy = new StatisticUserProxy(new StatisticUserImpl());
        proxy.execute();
    }
}

输出：

统计之前进行校验！
开始统计！
统计之后进行数据汇总！

静态代理的总结

优点：可以做到不对目标对象进行修改的前提下，对目标对象进行功能的扩展和拦截。
缺点：代理类和委托类的关系再程序运行前就已经存在，需要实现与目标对象一样的接口，会导致代理类十分繁多，不易维护，同时一旦接口增加方法，则目标对象和代理类都需要维护。

动态代理

动态代理是指动态的在内存中构建代理对象。
例如：基于JDK的动态代理可以针对接口生成动态代理。
采用:CGLIB,ASM等相关的操作字节码实现类动态代理

JDK动态代理

例子：

public static class DynamicProxy implements InvocationHandler {
        public Object target;

        public Object bind(Object target) {
            this.target = target;
            return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);
        }

        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            return method.invoke(target, args);
        }
}

public static interface IUser {
    public String sayHello(String speakString);
}

public static class UserImpl implements IUser {

    @Override
    public String sayHello(String speakString) {
        return "welcome " + speakString;
    }
}

  //调用
 public static void main(String[] args) {
        /* 设置此系统属性,让JVM生成的Proxy类写入文件.保存路径为：com/sun/proxy(如果不存在请手工创建) */
        System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
        System.out.println(Proxy.getProxyClass(IUser.class.getClassLoader(), IUser.class));
              //生成代理对象
        IUser userImpl = (IUser) new DynamicProxy().bind(new UserImpl());
              //通过代理对象调用
        System.out.println(userImpl.sayHello("Proxy"));
    }

输出：

class com.sun.proxy.$Proxy0
welcome Proxy
原理

main函数加入这句代码

/* 设置此系统属性,让JVM生成的Proxy类写入文件.保存路径为：com/sun/proxy(如果不存在请手工创建) */
        System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

执行成功，将在项目的com\sun\proxy包下生成$Proxy0.class字节码，反编译后是这样的：

public final class $Proxy0
  extends Proxy
  implements IUser
{
  private static Method m1;
  private static Method m3;
  private static Method m2;
  private static Method m0;
  
  public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)
    throws 
  {
    super(paramInvocationHandler);
  }
  
  public final boolean equals(Object paramObject)
    throws 
  {  
      return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
   //异常处理省略。。。
  }
  
  public final String sayHello(String paramString)
    throws 
  {  
    // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
      return (String)this.h.invoke(this, m3, new Object[] { paramString });
   //异常处理省略。。。
  }
  
  public final String toString()
    throws 
  {
      return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
//异常处理省略。。。
  }
  
  public final int hashCode()
    throws 
  {
    // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
      return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
 //异常处理省略。。。
  }
  
  static
  {  
  //为每一个需要方法对象，当调用相应的方法时，分别将方法对象作为参数传递给InvocationHandler处理  
      m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
      m3 = Class.forName("com.test.IUser").getMethod("sayHello", new Class[] { Class.forName("java.lang.String") });
      m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
      m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
      return;
     }
}

从上面可以看出

1.继承自 java.lang.reflect.Proxy，实现了IUser接口；
2.所有的方法功能的实现都统一调用了InvocationHandler的invoke()方法。

动态代理的总结

优点：代理对象无需实现接口，免去了编写很多代理类的烦恼，同时接口增加方法也无需再维护目标对象和代理对象，只需在事件处理器中添加对方法的判断即可。
缺点：代理对象不需要实现接口，但是目标对象一定要实现接口，否则无法使用JDK动态代理。

CGLIB动态代理

上面提到JDK动态代理只能对实现了接口的类生成代理，而不能针对类
CGLIB（Code Generation Library），是一个强大的，高性能，高质量的Code生成类库，它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口

public class CGLIBApplication {

    public void init() {
        System.out.println("初始化执行！");
    }
}
/**
 * 实现了方法拦截器接口 
 */
public class CGLIBApplicationInterceptor implements MethodInterceptor {

    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("应用初始化前。。");
        // 调用目标方法进行初始化
        proxy.invokeSuper(obj, args);
        System.out.println("应用初始化后。。。");
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        CGLIBApplication application = new CGLIBApplication();
        CGLIBApplicationInterceptor interceptor = new CGLIBApplicationInterceptor();
        // cglib 中加强器，用来创建动态代理
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        // 设置要创建动态代理的类
        enhancer.setSuperclass(application.getClass());
        // 设置回调，这里相当于是对于代理类上所有方法的调用，都会调用CallBack，而Callback则需要实行intercept()方法进行拦截，回调就是让CGLIBApplicationInterceptor类来调用intercept方法
        enhancer.setCallback(interceptor);
        CGLIBApplication proxy = (CGLIBApplication) enhancer.create();
        proxy.init();

    }
}

输出

应用初始化前。。
初始化执行！
应用初始化后。。。

cglib 创建某个类A的动态代理类的模式是：

  1. 查找A上的所有非final 的public类型的方法定义；
  2. 将这些方法的定义转换成字节码；
  3. 将组成的字节码转换成相应的代理的class对象；
  4. 实现 MethodInterceptor接口，用来处理 对代理类上所有方法的请求（这个接口和JDK动态代理InvocationHandler的功能和角色是一样的）
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